群符号化記録
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磁気テープ
群符号化記録は、9トラックオープンリールテープの磁気テープ・データストレージで初めて使用された[3]。この用語は、両方とも1973年に導入された[4][5]IBM 3420 モデル4/6/8 磁気テープ・ユニット[6]および対応する3803 モデル2 テープ・コントロールユニット[7][8]の開発中に造られた。IBMは、誤り訂正符号自体を「群符号化記録」と呼んでいる。しかし、GCRは6250bpi (250ビット/mm[9]) の記録形式テープの全体を指すようになり、後に誤り訂正符号のない同様のRLL符号を使用する形式を指すようになった。
磁気テープに確実に読み取りおよび書き込みを行うには、書き込まれる信号に関するいくつかの制約に従う必要がある。1つ目は、2つの隣接する磁束反転が媒体上で媒体自体の磁気特性によって定義される一定の距離だけ離れていなければならないということ。2つ目は、読み取りクロックと書き込まれた信号の位相を保つために十分な頻度で反転が必要であるということである。つまり、信号はセルフクロッキングである必要があり、最も重要なことは、再生出力は磁束遷移の密度に比例するため再生出力を十分に高く保つことである。6250bpiテープが使用される前は、1600bpiテープは位相エンコード (PE) と呼ばれる技術を使用してこれらの制約を満たしていたが、その効率はわずか50%であった。6250bpi GCRテープの場合、(0, 2) RLL符号、またはより具体的には時々GCR (4B-5B) エンコーディングとも呼ばれる[10]、4/5 (0, 2) ブロック符号[11]が使用される。この符号では、4ビットのデータごとに5ビットを書き込む必要がある[12]。符号はデータが何であったとしても、符号内または符号間で、0ビット (磁束反転の欠如によって表される) が2つを超えて連続して発生できないように構造化されている[13]。このRLL符号は9つのトラックのそれぞれに送信されるデータに独立して適用される。
32の5ビット・パターンのうち、8つは連続する2つの0ビットで始まり、他の6つは連続する2ビットで終わり、さらに1つ (10001) には3つの連続する0ビットが含まれる。残りからオール1パターン (11111) を除去すると、16個の適切な符号ワードが残る。
6250bpi GCR RLL 符号一覧[14][15][16][17]:
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ニブルのうち11個 (xx00と0001を除く) は、最上位ビットの補数を先頭に追加することによって形成された符号を持つ、つまりabcdはaabcdとしてエンコードされる。他の5つの値には、11で始まる符号が割り当てられる。ab00形式のニブルには符号11baa、つまりab11の符号のビット反転が含まれる。符号0001には残りの値11011が割り当てられる。
当時の6250bpiテープは非常に高密度であったため、RLL符号では信頼性の高いデータストレージを確保するには十分ではなかった。RLL符号の上に、Optimal Rectangular Code (ORC) と呼ばれる誤り訂正符号が適用される[22]。この符号は、パリティトラックとCRCに似た多項式符号の組み合わせだが、誤り検出ではなく誤り訂正用に構造化されている。テープに7バイトが書き込まれるごとに (RLLエンコード前)、8番目のチェックバイトが計算されてテープに書き込まれる。読み取り時には、パリティが各バイトで計算され、パリティトラックの内容と排他的論理和が計算され、多項式チェック符号が計算され、受信したチェック符号と排他的論理和が計算され、2つの8ビット・シンドローム(※原文ママ)・ワードが生成される。これらが両方とも0の場合、データには誤りがない。それ以外の場合は、テープコントローラの誤り訂正ロジックがデータをホストに転送する前に訂正する。誤り訂正符号は、任意の1つのトラック、または誤りのあるトラックが他の手段で識別できる場合は2つのトラック内の任意の数の誤りを訂正できる。
24000bpiで記録する新しいIBMハーフインチ 18トラック テープドライブでは、4/5 (0, 2) GCR が、8ビットを9ビットにマッピングする、より効率的な8/9 (0, 3) 変調符号に置き換えられた[23]。
ハードディスク
1970年代半ば、(スペリー・UNIVACの)ISS部門は、群符号を使用してメインフレームビジネス向けの大型ハードドライブの開発に取り組んでいた[24]。
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- ^ The sources give slightly contradicting parameters regarding the Brother diskette formats. 12 sectors á 256 bytes would give 120 KB per side on a 40-track drive, but one source claims the drives were 38-track only.
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<references> で定義されている name "Keong_GCR" の <ref> タグは、先行するテキスト内で使用されていません。「群符号化記録」の続きの解説一覧
- 1 群符号化記録とは
- 2 群符号化記録の概要
- 3 フロッピーディスク
- 4 その他の用途
- 群符号化記録のページへのリンク
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